19-OSPF，数据包和状态
1.Router ID
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运行OSPF协议前，必须选取的一个RID
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用来唯一标识一台OSPF路由器（不能重复）
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RID可以手动配置，也可以自动生成
1）选取规则
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规则
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备注
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RID选取规则顺序
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1.优选手动配置
2.活动回环接口中IP地址最大的
3.活动物理接口中IP地址最大的
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注：任何选举值都未配置是运行不了OSPF的（router id为0.0.0.0）；
比较到物理接口中活动物理接口选取不出来，会选择非活动接口；
RID选举具有非抢占性，修改除非重启OSPF进程；
非抢占性：当RID设置后，如果出现了优先级更高的RID，不会替换原来的，除非重启OSPF；
推荐使用手动配置路由器的Router ID，因为可以更容器区分路由器，方便后面的排错；
例如：
如下图，路由器RTA，有回环口优先，因此RouterID的值选回环口地址中最大的 172.16.1.1；
路由器RTB中没回环口，活动接口中ip地址最大的，虽然192.168.3.1最大，但它是非活动的故不考虑，选192.168.2.1作为RID；
2）相关命令
查看路由器的Router ID:
dis ospf bri
手动配置Router ID：（手动配置的RID可以任意指定，和路由器的接口地址不一样也行）
ospf 1 router-id 1.1.1.1
2.OSPF数据包的结构和类型
OSPF是网络层协议，封装基于IP协议，协议号为89；
也就是说ospf的数据包在跟在ip包头后面：
1）ospf数据包结构
OSPF数据包分为OSPF报头和OSPF数据部分：
OSPF报头字段是固定的，OSPF数据包的内容由报头的类型决定
数据包有5种类型；
2）OSPF数据包的类型
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OSPF数据包
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作用
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Hello
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建立并维护邻居关系
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Database Description （DD）
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LSDB的摘要信息（仅包含LSA头部）
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Link State Request（LSR）
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请求LSA
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Link State Update （LSU）
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发送LSA （完整的LSA信息）
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Link State Acknowledge （LSA）
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对LSU的确认 （OSPF的确认机制）
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1】hello包 ->建立并维持邻居
路由器之间互相发送hello来建立邻居关系，并且每隔一段时间发一次hello包来维持邻居关系；
Hello数据包中有一个字段Hello Interval 用来表示发送Hello包间隔的秒数；
Hello包中的字段Router Dead Interval 表示死亡间隔，也就是在这个秒数类，如果收不到邻居的hello包表示该邻居挂了；
2】DB Description包 ->比对LSDB
建立邻居后，接下来要进行LSA泛洪；
例如：路由器A和路由器B要交互路由信息；
有可能区域中的某些路由状态信息A和B都知道；
因此如果A和B总是交换全部的路由信息很浪费资源；
为了排除发送已知的路由信息，A和B在发送LSA之前会先互相对比二者LSDB；
如何对比：通过发送数据库摘要包DD；
比对数据库只在建立邻居时进行，邻居建立完成后不会再法DD包；
DD包有两个阶段：
第一个阶段，路由器各自发一个DD包，不包含LSA头；
第二个阶段，包含LSA的头部信息
LSA头中只并不包含完整的LSA信息；
主要有：
LS Age ->标识LSA信息的新旧程度；
LSA类型 ->主要有两种类型：路由器LSA和汇总LSA；为了简化路由表可以手动汇总得到汇总LSA；
LS的ID
序列号 ->用作数据包的标识
校验和 ->用来校验数据包是否正确，一般的协议都有这个字段
长度 ->数据字段占的字节数
如果想查看路由器的完整LSA可以使用命令：
dis ospf lsdb rou
3】LSR、LSU、LSAck包 ->路由器交换LSA
路由器A向B发送LSR，请求B有但A没有的LSA；
因为前面经过DD包比对，不会发送A已有的LSA从而节省资源；
B收到A的LSR后，向A发送LSU，LSU包中包含了LSA；
A收到B的LSU后，发送LSAck，表示确认收到；
TCP有自己的确认机制，但OSPF协议位于网络层，是TCP的下层，不能使用TCP的确认机制，因此需要自己的确认机制；
确认机制使用了LSA中的序列号
例如：B向A发送的LSU中的LSA序列号是0x80000008，A给B的LSAck包的LSA头的序列号也是0x80000008
LSA的序列号也用来表示LSA的版本信息：
例如：A删掉了一条路由，A会立即向B发送一条LSU，并且其中包含的LSA的序列号的值会在原来的基础上加1，表示这是该路由器最新的LSA
LSR在邻居建立时发送，当邻居建立完成后，只有在路由有变动时会发送LSU和LSA进行触发更新；
3.OSPF状态机制
1）ospf的八种状态
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状态
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备注
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失效状态 Down
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没有收到Hello包
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初始状态 Init
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收到了Hello包，但是邻居列表不存在我
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双向通信状态 2-Way
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收到了Hell包，且邻居列表存在我
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交换初始状态 Exstart
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决定交互信息时的路由器主从关系
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交互状态 Exchange
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向邻居发送DD数据包
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加载状态 Loading
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LSR和LSU和LSA报文交互阶段
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完全邻接状态 Full
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LSDB同步完成，形成邻接关系
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2）建立邻居关系时状态的变化
hello包的最后一个字段为邻居列表，用来表示该路由器活动的邻居；
如果没有邻居，该字段为空；
如果路由器A刚开启ospf，A会发一个hello包，此时邻居列表为空
（A:大家好，我是A，我一个都不认识）
B收到了A发送的hello包，但hello包中的邻居列表中没有自己
此时B认为A对它来说是init状态
然后B也会发hello包，hello包的邻居列表字段中包含A
（B:大家好，我是B，我有一个邻居A）
A收到了B的hello包，且在B的hello包中看到了自己；
此时A认为B和它是two-way状态
例如：
如下图，R1的状态变化：down->two-way
R2的状态变化：down->init->twoway
3）建立邻接关系时的状态变化
1】Exstart状态
建立邻居关系完成后，路由器会进入Exstart状态；
在Exstart状态下，首先要决定路由器之间的主从关系；
如何决定主从关系：
通过发送hello包建立邻居关系后，路由器A和路由器B之间会发送DB Description包来比较LSDB；
DB Description包有两个阶段，第一个阶段的DD包不包含LSA，第二个阶段的DD包有LSA头部；
其中第一个阶段的DD包就是用来决定主从关系的；
DD包中有个字段DB Description，有4为二进制，每一位的值标识了特定的含义；
DD包前面带有一个OSPF Header包，Header包中包含一个字段Router-ID；
路由器A和B建立邻居关系后，发送DD包，比较二者的Router-ID；
Router-ID高的位主（masrer）,低的为从（slave）;
DD包中有个字段为序列号 DD Sequence；
比较完成后，主路由器将决定两个路由器共同的DD Sequence；
也就是主路由器和从路由器发DD包时都使用主路由器的序列号；
只有主路由器能改变序列号；
主路由器每发一个DD包，序列号加1；
2】Exchange状态
第一个DD包决定了主从关系后，发送第二个阶段的DD包，用来比较路由器的LSDB；
此时路由器的状态为Exchange；
3】其它状态
路由器发送DD包比较LSDB完成后，进入Loading状态；
在Loading状态下，路由器之间互相发送LSR和LSU和LSAck包，来互相交换路由状态信息LSA；
当交互完成后，即进入稳定状态Full，形成邻接关系
4】建立邻接关系过程的图示
Exstart：序列号x，I=1表示是第一个发送的DD包，M=1表示后面还有DD包，
MS=1表示我是主（初始都是主）
通过比较Router ID值大的一方为主，向主发送的DD报文中序列号会变成主的序列号，同时这才是真正的DD报文
注：确认主从的作用是为了LSDB同步可靠
同一区域内的路由器中LSDB必须是一致的（邻居表和路由表肯定不一样）
